基于ROOF系统的综采液压支架支护设计

为了解决综采工作面液压支架架型和工作阻力等参数的合理选择问题,通过对液压支架实际支撑能力计算、合理工作阻力的分析和综采工作面液压支架的选型,系统的介绍了液压支架支护设计的方法。运用ROOF系统,通过参数输入,自动筛选出适合某工作面的液压支架,不仅使支护设计简单可靠,在安全性和经济性上也得到了很大的提高。

极近距离煤层开采无煤柱自成巷控制方法研究

极近距离煤层传统长壁开采,受上层遗留煤柱和采空区垮落等因素的影响,下煤层开采过程中应力环境复杂、矿压显现剧烈,易诱发巷道围岩大变形。为解决上述问题,提出了极近距离条件下巷道定向切顶–约束高强支护无煤柱自成巷控制方法。通过顶板定向预裂切顶,主动改变顶板悬臂结构,切断采空区向巷道顶板的应力传递。充分利用矿山压力和岩体碎胀特性,取消煤柱留设,结合高强支护加强巷道顶板整体性,共同实现切顶自成巷。建立了极近距离煤层开采覆岩结构模型,计算了下煤层切顶自成巷巷旁支护阻力。以典型极近距离煤层为工程背景,开展了不同开采方法的数值试验对比研究,结果表明,提出的自成巷控制方法使巷道围岩应力降低59.8%,巷道顶板变形减少70.8%,并明确了极近距离煤层开采无煤柱自成巷控制机理。在此基础上,开展了典型极近距离煤层工程设计及现场应用研究,结果表明该方法有效降低了矿压显现程度,保证了自成巷的安全稳定控制。

深部高应力巷道围岩控制与支护设计

以新集一矿360606工作面为研究对象,通过现场调研、理论推导,分析出深部高应力围岩变形特征以及主动支护机理。应用数值模拟分析最佳支护参数,设计出巷道支护方案,再通过现场实践验证支护有效性。研究结果表明:(1)6煤巷道选用Q335左旋预应力锚杆,型号为φ22 mm×2 500 mm,其中巷道两帮的锚杆间排距为900 mm×1 000 mm;顶板锚杆间排距为900 mm×1 000 mm;(2)理论推导出浅部顶板临界离层值确定为60 mm,总的顶板临界离层值为90 mm,进一步取80%安全值为72 mm,现场测得数据远小于安全值。为深部高应力巷道的围岩控制与支护设计提供研究参考。

综采工作面顶板控制技术

综采工作面顶板控制对于安全开采十分重要。结合407工作面的实际情况,分析了回采过程中采用的顶板控制技术。首先,对工作面顶板进行支护设计,主要包括支护设备和支护强度的确定;然后,探讨了回采过程中采用的顶板控制方式,主要包括顶板管理、端头支护、超前支护和退锚方法;最后,探讨了回采过程中的矿压观测内容和方法,并进行矿压分析。可以为综采工作面回采过程顶板控制提供一定的技术参考。

深部综放开采软岩巷道切顶卸压自成巷技术研究

针对鸟山井田深部综放开采软岩巷道支护难度大的难题,阐释了深部岩层非线性的应力应变特征,在综放面采用切顶卸压自成巷技术,同时采用理论分析、数值模拟和工程试验,研究了深部留巷的可行性,将留巷过程分为三个区并提出了针对性控制对策。将该技术在鸟山煤矿11031综放工作面回风巷道进行现场试验,现场监测结果表明:该巷道从掘进开始到回采结束,顶板下沉量表现出切缝侧大于巷中大于实体煤帮的规律,最大下沉量分别为155,128,81 mm,顶板离层量稳定时约119 mm,数值模拟结果表明切缝后顶板最大下沉量为175mm,有效控制了深部软岩巷道围岩变形,各项监测指标良好,验证了针对该综放面深部留巷设计的正确性。

大采高工作面切顶卸压沿空留巷技术应用

为实现厚煤层大采高工作面沿空留巷开采,以山西端氏煤矿3114工作面条件为背景,采取切顶卸压+恒阻大变形锚索支护方案,设计了切顶爆破参数及恒阻锚索支护参数,并在现场进行了应用。对留巷巷道回采期间围岩变形情况进行了监测,监测结果表明,巷道内顶板最大变形量为211 mm,巷帮变形量最大为197 mm,变形量均在可控范围内。

泥化顶板影响下巷道支护方案及数值模拟

木瓜煤矿9-207工作面切巷宽度达9.2 m,跨度较大且其顶板为泥化顶板,文章重点考虑锚杆预应力对大跨度泥化顶板支护效果的影响。首先设计了9-207工作面切巷的支护方案,采用数值模拟分析支护参数,最后对比泥化顶板与非泥化顶板的支护效果。采用FLAC数值模拟方法,分析了锚杆的预应力及锚索对于巷道围岩稳定性的影响。结果表明:预应力是锚杆支护系统的关键参数,锚索具有预紧力大、作用范围大的优点。在数值结果分析基础上,优化了9-207工作面切巷的支护方案,从对比模拟结果也能看出泥化顶板的支护效果要比非泥化顶板差。在解决巷道支护受泥化顶板影响的难题时,需要加强监测和优化支护,以确保工程的安全性,为今后类似条件的巷道支护提供了参考。

深部复合顶板柱梁支护结构的应用

任家庄煤矿210504风巷埋深为600m,顶板为复合顶板,在原支护方案下,巷道严重变形,锚杆、锚索支护失效,不仅造成后续维护成本的增加,还为安全生产带来隐患。基于210504风巷工程地质条件、巷道断面尺寸、设计支护参数,巷道帮部采用高预应力锚网索将破碎松散煤体加固成承重支柱,巷道顶板浅部采用高刚度锚杆将复合顶板加固成梁,深部以自稳隐形拱为拱,对锚索施加一定的预紧力,将拱、梁连接成整体的柱梁支护结构,并对该支护结构进行力学分析。根据该理论对210504风巷重新进行支护设计,在后续掘进中采用新支护方案,通过十字布点监测分析,巷道变形大幅减小,取得了良好的效果。

煤矿液压支架顶梁强度分析与优化设计研究

针对ZY29000/45/100D型液压支架出现顶梁破坏的问题,借助有限元仿真分析方法,开展了顶梁强度分析,结果表明,顶梁垫块侧柱窝上方横筋板上靠近顶梁盖板位置存在明显的应力集中,其他位置也有不同程度的应力集中,是其出现破坏问题的主要原因。采用增大顶梁筋板的厚度、贴板与斜搭肋板结合方法对横梁进行的改进,仿真验证结果表明,顶梁应力集中问题得到了改善,最大应力数值降低了近43.6%,安全性数达到了1.06,改进效果显著。

施工电梯基础与地下室顶板一体化深化设计思路与施工要点分析

在逆作法施工中,一般以地下室顶板为界面层,向上施工主体结构,向下开挖土方并施工地下室结构,导致施工电梯基础无法像常规项目设置在顶板上并下设回顶支撑。为解决以顶板为界的逆作法项目施工电梯基础无法回顶的问题,需找到一种与地下室顶板相结合的免回顶支撑施工电梯基础。该文以勤诚达云邸项目施工电梯基础深化设计为例,仔细分析施工电梯基础定位位置、原有结构梁板位置及受力要求,通过改变板厚度、调整配筋、增加受力梁和把控施工过程等,详细阐述逆作法项目中施工电梯基础与地下室顶板一体化、免回顶支撑的深化设计思路与施工要点。

煤矿采煤工作面顶板事故原因及防治措施

通过分析煤层顶板的不稳定性和工作面开采过程中的突出地应力,揭示了顶板事故原因,讨论了顶板事故对矿工生命安全和矿山生产经济的影响,强调了问题的紧迫性。在防治措施方面,提出了改进矿山设计、加强采煤工艺管理以及优化支护技术等策略。采取这些措施能够有效减少顶板事故的发生。最后,总结了研究结果,强调了防治措施的重要性。

厚硬顶板大巷大间距锚杆支护设计

针对七一煤矿15号煤层大巷厚而坚硬顶板支护条件,利用理论分析、室内试验、工程类比、数值模拟等综合手段,获得了15号煤层大巷围岩物理力学参数,确定了其松动范围为0.65~0.8 m,属于小松动圈,计算了大巷围岩K2石灰岩、泥岩、铝土质泥岩RMR分值分别为51、45、47,属于Ⅲ级较好岩体,为锚杆长度和强度选择提供一定依据。通过分析4种支护方案下的锚杆(索)轴力、偏应力和最大主应力,以及塑性区分布情况,提出了大间距锚杆支护设计,认为15号煤层大巷锚杆间距为1.2 m、锚索间距为2.4~3.6 m,能够满足支护要求。研究成果为类似条件下巷道围岩稳定性控制提供一定参考。

浅埋深切顶卸压自成巷淋水段顶板支护参数研究

某煤矿某工作面切顶卸压巷道淋水段顶板变形量较大,不利于切顶卸压自成巷技术推进,为避免留巷及后期复用过程中出现安全隐患,保障留巷完整性,通过在切顶卸压巷道实体煤侧顶板补充支护恒阻锚索,达到控制巷道顶板变形的目的,利用FLAC^(3D)数值模拟软件建立数值计算模型,对补充支护前后的巷道顶板垂直位移分布及巷道围岩垂直与水平应力分布图进行研究。研究结果表明,各种支护手段下的巷道顶板都呈现出明显的倾斜变形特点,在采用优化支护设计方案1后,切缝侧顶板变形量减少8.04%,巷道中部顶板变形量减少10.86%,实体煤侧顶板变形量减少16.13%,实体煤侧顶板与切缝侧顶板的变形量差值则增加60.78%,不仅有效减少了顶板总体变形量,也增加了实体煤侧顶板与切缝侧顶板的变形量差值,有利于下一采面回采的巷道复用;通过在实体煤帮侧顶板补充支护恒阻锚索,能够有效减小巷道切缝侧顶板垂直应力,缩小水平应力集中范围;减小恒阻锚索排距无明显控制效果,方案2与方案1相比对顶板变形量、垂直应力和水平应力分布的影响并不显著;现场留巷效果良好,证明通过在实体煤帮侧进行恒阻锚索补充支护能够有效地控制切顶卸压自成巷顶板变形,保障所留巷道完整与留巷复用安全。

综采放顶煤支架受力与顶板结构的关系探讨

在现场观测和动力学分析的基础上，研究了综放采场支架载荷有时比分层开采大而有时小的力学机理，提出了综放采场的两种典型顶板结构以及它们的静力和动力学特征，本文结论对综放支架的设计和选型有实际的指导意义。

大倾角“三软”突出煤层回采巷道顶板监测与支护

随着大倾角"三软"突出复杂煤层开采深度及巷道断面的不断增加,回采巷道的支护问题日趋严重。通过对李子垭南二井3102回采巷道顶板的监测分析,对回采巷道断面及支护参数进行优化,使其回采巷道能够适应"三软"突出复杂煤层条件,有效控制回采巷道的变形、破坏,提高围岩稳定性。

基于顶板结构分类的锚杆参数动态设计方法

以现场应用为基础,以顶板结构分类结果为依据,以顶板结构探测仪为基本探测仪器,对巷道进行动态支护技术研究,根据顶板探测、分类结果,对锚杆支护参数进行设计。

强力锚杆支护系统在深部高应力复合顶板巷道中的应用

针对深部矿井高地应力复合顶板巷道围岩条件,通过系统的地质力学测试,结合现有锚杆支护理论、数值计算结果,确定了科学合理的设计方法和支护原则。现场试验表明,高预应力强力锚杆锚索支护系统能有效控制深部矿井高应力复合顶板巷道围岩变形与破坏,保证巷道支护效果,为工作面的安全顺利回采奠定了良好的基础。

89m高重型混凝土屋盖高支模系统设计与应用

结合目前国内外高支模施工技术的经验,针对我国某火箭基地89m高重型混凝土屋盖的设计要求与实际情况,自主设计出了一种使用塔架+贝雷架平台的组装式高支模施工方法,经过严格论证及精心施工,成功完成了国内首例89m高重型混凝土屋盖的施工任务。

复合顶板垮落特征数值分析及合理支护参数设计

采场控顶设计是顶板管理的关键因素,而顶板岩层的运动规律是采场控顶设计的依据。按照复合顶板以“护”为主的原则,应用岩石破断分析系统(RFPA2D),通过数值计算得出了柳泉煤矿3煤工作面复合顶板离层、冒落、垮落的特征和规律,确定了工作面支柱的合理工作阻力和支护密度,最大限度地减少了压、漏、推冒顶事故的发生,取得了良好的经济效益。

液压支架的参数化建模及分析

阐述了虚拟样机的技术特点,利用ADAMS软件建立了液压支架的参数化模型,并对其进行运动仿真。根据液压支架的设计要求,建立目标函数,选取杆长和角度为设计变量,实现了液压支架的参数化建模及分析。